JPS5814819A - 焦点長可変のレンズ組立体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、焦点長さを変えることができるめがねレンズ
等に関し、さらに詳しく言えば、このようなレンズの構
造ならびにレンズの焦点長さを変更する装置と方法に関
する。

焦点長さを変えることができるレンズは、光線の焦点を
変えることを必要とするいろいろ多くの用途に使用され
ている。目視補正の用途分野ではこのようなレンズがめ
がねレンズや拡大装置に使用されており、写真の用途分
野ではカメラに使用されている。

しかして、本発明の目的は、焦点長さを変えることがで
きる新しい進歩したレンズならびにこのよ）なレンズの
焦点長さを調節する装置と方法を提供することである〇 本発明は、焦点長さを変えることができるレンズにより
光線を焦点あわせする方法と装置に関する。本発明装置
の一実施例においては、焦点長さを変えることができる
レンズ装置は、レンズと、レンズ・ホルダーと、焦点長
さを調節する装置とを備えている。レンズは２つのレン
ズ表面と周囲のへね部分を備えていて、全体が弾性的に
変形することができる光を通す材料から構成されている
。

レンズの焦点長さはレンズのへり部分に付加される圧力
の大きさを変えることにより変更することができる。レ
ンズ・ホルダーはレンズをほぼ取り囲んでいて、レンズ
に所要の圧力を加えろようへり部分と係合し文おり、ま
た、圧力を変え２）ため調節することができるようにな
っている。

本発明はまた、手作業によりあるいは自動的に制御しな
がら焦点長さを制御することに関する。

手動制御を利用する本発明の一実施例１（おいては使用
者がレンズ・ホルダーと協働するねじ等を調節して、対
象物から到来した光線が所要の焦点に達したことを検知
するまでレンズの焦点長さを変えるようになっている、
自動制御を利用する本発明の一実施例においては、レン
ズ装置の上または近傍に配置されているレンジ・ファイ
ンダーがレンズ装置から対象物までの距離を検知して焦
点あわせし、命令信号に応じて焦点長さを調節する焦点
長さ調節装置にこのような命令信号を発信するようにさ
れている。

本発明は、焦点長さを調節する手動装置または自動装置
が組み込まれた１対のめがねレンズにおいて全体が弾発
的に変形可能な光を通す材料から作られた上述のタイプ
の焦点長さを変えることができるレンズを使用する考え
方を発明の骨子とするものである。本発明はまた、目視
対象物に向かって発信され、該対象物から反射された信
号を使用したレンジ・ファインダーを備えた自動焦点長
さ調節装置を組み込んだ１対のめがねレンズにおいて従
来の種類の焦点を変えることができるレンズを使用する
考え方を発明の骨子とするものである。

以下、本発明の好適な実施例を図解し、た添付図面を参
照しながら本発明の詳細な説明する。

第１図を参照すれば、参照数字１０により表示されてい
る１対のめがねレンズは本発明に係る焦点長さを変える
ことができるレンズ装置の一実施例に従がって構成され
たものである。めがねレンズ１０は、レンズ・フレーム
１２と、２枚のレンズ１４．１４と、１対の耳掛けすな
わち１つる６１８．１８を備えている意味では従来のタ
イプのものである。レンズ１４．１４を保持■、ている
レンズ・フレームは、好適には金属材料またはプラスチ
ックから作られていて、ブリッジ２６により接続された
２つのリング２２．２２を備えている０本めがねレンズ
１０を着用するときは、使用者の鼻をまたぐようにブリ
ッジ２６を尚てかい、使用者の目視線にレンズ１４．１
４を位置ぎめする。

耳掛け１８．１８が蝶番２８．２８を使用した従来の要
領でレンズ・フレーム１２の外側に取シ付けられている
ので、めがねを仕舞っておくときはレンズ・フレームに
向かって耳掛けを折り重ねる。

第１図と第２図を参照すれば、リング２２はそれぞれ、
レンズ１４をほぼ取り囲んでいて、蝶番２８より若干下
がった位置で分割されている。この分割位置を挾んで向
かい合った面側に２つのフランジ３４．３４が取り付け
られていて、ねじ６２の軸部な通すため前記フランジ３
４．３４に穴があけられている。ねじろ２に蝶ナツト３
８をねじ込むことにより、ねじ６２の頭部と蝶ナツト３
８の間でフランジろ４１６４を締めつけることができる
。上部フランジ６４に差し通されたねじ６２のうち頭部
の近傍の部分は断面形状が非円形に作られていて、これ
に対応する形状にフランジ３４に凹設された穴に収容す
るようにされているので、フランジ３４に関しねじ３２
は回わらない。第３図を見ればよく判るように、リング
２２はそれぞれ内向きに開いた溝２４を備えており、該
溝２４はレンズ１４を収容するようリング２２の内縁に
沿って延在している。

本発明の第１の実施態様によれば、各レンズは全体がプ
ラスチックのような弾性的に変形可能な光を通す材料か
ら作られていて、レンズ・フレーム１２の面内ではほぼ
円形に成形されている。第３図に示されているように、
各レンズ１４の側面は湾曲面１６．１６となっており、
レンズの周囲のへり部分がリング２２の溝２４と係合す
ることにより、レンズは該溝２４により支えられている
。

レンズのへり部分に沿って加える力を変えることによシ
圧力の変化に応じてレンズは膨張するがあるいは収縮す
る、かくして、湾曲面１６．１６の曲率を変えることに
よりレンズの焦点長さを変更することができる。図示の
用台、レンズに付加される力はレンズの中心に向がって
内向きに作用する力であるが、別のやり方としてレンズ
に付加される力がレンズのへシ部分に沿ってレンズの表
面を向かい合わ・せにはさむようなカであってもよい。

第３図を参照すれば、レンズ１４は特定σ）焦点長さに
対応した使用状態については実線によシボされている。

蝶番ナツト２８をねじ締めすることにより分割リング２
２の端部どうしを引き寄せると、レンズの湾曲面１６は
点線で示されている状態にふくらみ、レンズ１４の焦点
長さは変化する。

したがって、対象物を目視焦点の範囲に入れる時には、
第１図より第３図までに示されているめがねレンズ１０
の使用者は２個の蝶番ナツト６８゜３８を調節するだけ
でよい。

第１図より第３図までに図解されているめがねレンズ１
０の２枚のレンズ１４．１４はそれぞれ別々に調節する
ことができるが、本発明に係るレンズ装置は必ずしも上
述の構成に限定されるものでないことを理解していただ
きたい。たとえば、第４図は、第１図よね第６図までに
示されているレンズ１４．１４に類似しているが、１本
のねじ６９により調節することができるレンズ４０．４
０を備えた１対のめがねレンズ４４を示したものである
。レンズｅフレーム４６は、レンズ間のブリッジ領域で
垂直方向に隔置されている上部４８と下部５０を備えて
いる。ねじ６９の軸部はフレームの上部４８に設けられ
た穴を通り抜けて下向きに延在し、フレーム下部５０に
設けられたねじ穴にねじ込まれている０ねじ６９の頭部
５１はフレーム上部４８に凹設された矩形のスロット５
３の中に収容されていて、使用者の指により手作業で操
作することができる。ねじ６９の頭部５１を回わすこと
により、ねじ３９を締めっげたりあるいはゆるめると、
フレームの上部と下部は互に接近するかあるいは離れる
ので、フレームを介して両方のレンズに同時に付加され
る内向きの押圧力を変えることができ、これにより両方
のレンズ４０゜４０の焦点長さを変更することができる
、手作業による調節の代わりに、本発明に係る対をなす
めがねレンズの焦点長さを自動的に調節するようにして
もよい０たとえば、第５図に示されているめがねレンズ
６８は、レンジ・ファインダー５６と自動レンズ調節装
置５８を補足的に備えている点を除き、第４図に示され
ているめがねレンズに類似している。レンジ・ファイン
ダー５６はフレーム４６の中に組み込まれていて、フレ
ーム４６の前にある目視対象物に向かって信号を指し向
ける信号発信器６０を備えている。レンジ・ファインダ
ー５６はまた、目視対象物から反射した信号の一部を受
信する信号受信器６２を備えている。信号発信器６０と
受信器６２とに連係された検出器が対象物までの距離を
自動的に検出する。

レンズ調節装置５８としているいろ異なった構造のもの
を採用することができるが、図示の実施例ノ場合、小型
力可逆モーター６４によりレンズ調節装置が構成されて
いる。前記可逆モーター６４は、フレーム４８の中に取
り付けられていて、ねじ６９の頭部５１に接続され、該
頭部５１を駆動するようにされている、可逆モーター６
４を回転させると、ねじはどちらか一方の方向または反
対の方向に回わり、レンズの焦点長さを調節することが
できる。

第６図は、第５図に示されているめがねレンズのレンジ
Φファインダーとレンズ調節装置の％ｔｌＪ御操作の要
領を概念的に図解したものである。検出器６６からモー
ターに発信された命令信号によりモーター６４は付勢さ
れ、一方の方向または反対の方向に回転する。信号発信
器６０から目視対象物に向かって信号が発信され、受信
器６２は目視対象物から反射した信号の一部分を受信す
る。検出器６６は、受信された信号情報にもとづいて目
視対象物までの距離を検知するかあるいは決定し、この
決定にもとづいてレンズ調節モーター６４に発信する命
令信号を作る。

レンジ・ファインダー５６は赤外線信号を使用するもの
でもよく、超音波信号を使用するものでもよい。どちら
の場合でも、レンジ・ファインダー５６は一般に用いら
れている構造のものやカメラに使用されるタイプのもの
でよい。

赤外線式レンジ・ファインダー装置の操作の要領が第７
図に図解されている。この図解を参照すれば、実線７０
により示されているように、赤外線周波数範囲の電磁エ
ネルギー・スペクトルの範囲内の周波数をもった赤外線
ビームが発信器６゜から目視すべき対象物７２に向かっ
て投射されている。受信器６２は、点線７８により表示
されているように、反射ビームの最大強度を測定する０
検出器６６は、受信したビームの強度を送信した信号の
最大強度と比較することにより受信した強度に関する情
報を距離に関する情報に自動的に変換し、命令信号をレ
ンズ調節装置に送信し、これに応じてレンズを調節する
。第５図に示されているレンジ・ファインダー５６とし
て使用することができる超音波レンジ・ファインダー装
置が第８図に示されている。発信器６０′は、左向きに
凹面を呈している複数のウニイブ・フロント８０．８０
により表示されているように、目視対象物８８に向かっ
て間欠的な超音波信号のパルスを発信する〇受信器６２
′は、右に向かって凹面を呈している複数のウニイブ・
フロント８６．８６によ如表示されているように、反射
エコーを検知し、しかるのち検出器６６はエコーが戻っ
てくるに要する時間にもとづいて目視対照物までの距離
を決定する〇検出器６６はこの距離に関する情報をモー
ター６４に送信して、レンズを調節するために使用され
る命令信号に変換する。

上述の説明は図解の便をはかるものにすぎず、本発明が
これらの実施例にのみ限定されるものではないから、本
発明の精神を逸脱しない限り本発明に適宜修正または変
更を加えてさしつかえないことは理解していただけよう
。たとえば、本発明に係るレンズの焦点長さを自動的に
調節するレンジ・ファインダー装置を備えためがねレン
ズは、必ずしも弾性的に変形可能な材料から作られたレ
ンズにのみ限定されるものではない。２つの向かい合っ
たフレキシブルな壁体な有し、これら壁体の間に流体を
包有してふくらますことができるエンベロープを各レン
ズに使用してもよい。こノ場合、壁体とエンベロープの
液体はどちらも光を通すことができるものであって、壁
体はエンベロープにレンズの特性を与える湾曲面に作ら
れている。

壁体は互に向かい合うようにあるいは離れるように移動
することができるようにされ【おり、液体０圧力を変え
るに従がっているいろな湾曲を呈するようにされ、それ
により液体の圧力の変化に応じているいろな焦点長さに
調節することができる。

この場合、レンズ調節装置は検出器６６から到来した命
令信号に応じてエンベロープ内の流体の圧力を変える装
置を備えている。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る１対のめがねレンズを図解した
斜視図。第２図は、第１図に示されている対ななすめが
ねレンズの正面図。第３図は、第２図の３−３線で切断
した断面図。第４図は、本発明の他の実施例に従かった
１対のめがねレンズの正面図０第５図は、本発明の別の
実施例に捉かった１対のめがねレンズの正面図。第６図
は、第５図に示されているめがねレンズの焦点長さを自
動的に調節する制御回路を図解したブロック・ダイアグ
ラム。第７図は、第５図に示されているめがねレンズを
横から見た側面図であって、レンジ・ファインダー装置
の操作を図解したものである。 第８図は、第５図に示されているものに類似した本発明
に係る１対のめがねレンズを横から見た側面図であって
、別のタイプのレンジ・ファインダー装置を使用したも
のである。 １０・・・・・・めカネレンズ、　　　１２・・・・・
・レンズ・フレーム、１４・・・・・・レンズ、　　１
６・・・・・・湾曲面、　　１８・・・・・・耳掛け、
　２２・・・・・・リン！、　　２６−−−−−−ブリ
ツジ、２８・・・・・・蝶番、　６２・・・・・・ねじ
、　６４・曲ワランジ、３８・・・・・・蝶番ナツト、
　　３９・・・・・・ねじ、　　４０・・・・・・レン
ズ、　４４・・・・・・めがねレンズ、４６・・・・・
・レンズ・フレーム、４８・・・・・・フレーム上部、
５０・・・・・・フレーム下部、　５１・・・・・・ね
じの頭部、　５６・・・・・・レンジファインダー、５
８・・・・・情動レンズ調節装置、６０．６０１・・・
・・信号発信器、　６２．６２ｔ・・・・・信号受信器
、　６４・・・・・・可逆モーター、　６６・・・・・
・検出器、６８・・・・・・めがねレンズ、　７ｏ・叩
・赤外線輻射ビーム、７２．８８・・・・・・目視すべ
き対象物、　７８・・四反射ビーム、　　８０．８６・
・・・・・ウニイブ・フロント特許出願人　　ガーバー
・ザイエンティフィック・インコーホレーテッド （外２名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）２つの表面と周囲のへり部分とを有するレンズで
   あって、弾性的に変形可能な光を通す材料から作られた
   一体品よりなり、従ってレンズのへり部分に沿ってレン
   ズに付加される圧力を変えることにより前記レンズの表
   面の曲率な変えることができるようにされたレンズと； このような力を前記レンズに与えるため、レンズをほぼ
   取り囲んでいて、前記へり部分と係合するようにされた
   ホルダーと；　そして、レンズに付加される圧力を変え
   るよう前記ホルダーを調節する手段と； を含むことを特徴とする焦点長さを変えることができる
   レンズ装置。 （２）前記ホルダーが前記レンズの中心に向かって前記
   へり部分を押圧する手段を備えていることな特徴とする
   特許請求の範囲の第１項記載の焦点長さを変えることが
   できるレンズ装置。 （３）前記レンズ・ホルダーに取り伺けられたレンジφ
   ファインダーであって、該レンジ・ファインダーが、 焦点あわせすべき対象物に向かった線に沿って距離検知
   信号を発信する信号発信？犀と；前記対象物から反射さ
   れた前記発信信号の一部分を受信する信号受信器と； 信号送受信器と対象物との間の距離に関する距離信号を
   作るため信号送受信器と連接された検出器と；　そして
   、 前記距離信号に応じて前記レンズに付加される圧力を変
   えるよう前記ホルダーを調節する手段と；を備えている
   ことを特徴とする特許Ｍ１求の範囲の第１項記載の焦点
   長さを変えることができるレンズ装置。 （４）前記信号発信器が所定の周波数範囲内の周波数を
   有する電磁的な輻射を行なう発信器であり、前記信号受
   信器が前記所定の周波数範囲内で同系の電磁輻射を検知
   する検知器であることを特徴とする特許請求の範囲の第
   ６項記載の焦点長さを変えることができるレンズ装置。 （５）前記信号発信器が赤外線輻射発信器であり、前記
   受信器が同系の赤外線輻射検知器であることを特徴とす
   る特許請求の範囲の第４項記載の焦点長さを変えること
   ができるレンズ装置〇（６）前記信号発信器が超音波発
   信器であり、前記受信器が同系の超音波検知器であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲の第３項記載の焦点長さ
   を変えることができるレンズ装置。 （ハ　使用者が着用するフレームと； 前記レンズが使用者の目視線内に位置ぎめされるよう前
   記フレームにより支えられているレンズであって、２つ
   のレンズ表面と周囲のへり部分とを有し、弾発的に変形
   可能な光を通す材料から作られた一体品よりなり、従っ
   て前記へり部分に沿って前記レンズに付加される圧力を
   変えることによシ前記２つのレンズ表面の曲率な変える
   ことができるようになされたレンズと；　そして、前記
   へり部分に沿ってこのような圧力を付加するとともに、
   この圧力の大きさを変える手段を備えた゛焦点の長さを
   調節する手段と； を含むことを特徴とするめがねレンズ装置、（８）圧力
   を付加し且つこの圧力の大きさを変える前記手段が、前
   記レンズの中心に向かって前記へり部分を機械的に押圧
   する手段を備えていることを特徴とする特許請求の範囲
   の第７項記載のめがねレンズ装置。 （９）使用者が着用するフレームと； 前記レンズが使用者の目視線内に位置ぎめされるよう前
   記フレームにより支えられている焦点長さを変えること
   ができるようにされたレンズと；使用者が目視する対象
   物に向かって前記目視線に沿って距離検知信号を発信す
   るよう前記フレームにより担持されている距離検知信号
   発信器と；前記目視対象から反射された前記発信信号の
   一部分を受信するよう前記フレームにより支えられてい
   る信号受信器と； 前記フレームと前記信号が反射される目視対象物との間
   の距離に関する信号を発信するよう前記信号発信器と前
   記信号受信器とに連接された検出器と；　そして、 前記レンズの焦点長さを調節するよう前記距離に関する
   信号に応じて焦点長さを調節する手段と；を含むことを
   特徴とするめがねレンズ装置。 （１０）前記信号発信器が所定の周波数範囲内の周波数
   を有する電磁的な輻射を行なう送信器であり、前記信号
   受信器が前記所定の周波数範囲内で同系の電磁輻射を検
   知する検知器であることを特徴と、　　する特許請求の
   範囲の第９項記載のめがねレンズ装置。 （１１）前記信号発信器が超音波発信器であり、前記信
   号受信器が同系の超音波検知器であることを特徴とする
   特許請求の範囲の第９項記載のめがねレンズ装置〇 （１２）前記レンズが、２つのレンズ表面とＦＩＦｉｌ
   へ９部分を有し、前記レンズが弾性的に変形可能な光を
   通す材料から作られた一体品よりな如、従って前記へり
   部分に沿って付加される圧力を変えることにより前記２
   つのレンズ表面の曲率な変えることができるようになさ
   れており、 前記焦点長さを調節する手段が、このような圧力を付加
   し且つこの圧力を変える手段を備えていることを特徴と
   する特許請求の範囲の第１０項または第１１項記載のめ
   がねレンズ装置。 （１３）　　２つのレンズ表面と周囲のへり部分とを有
   し、全体が光を通す弾発的に変形可能なプラスチック材
   料から作られた本体よ構成るレンズを用意する段階； 前記周囲のへり部分に沿ってほぼ内向きの圧力を付加す
   る段階；　そして、 前記へ、り部分に沿ってこのような圧力の大きさを変え
   る段階； を含んで構成されてなることを特徴とするレンズの焦点
   長さを変える方法。 （１４）焦点長さを変えることかできるレンズと前記焦
   点長さを調節する調節手段とを有する１対のめがねレン
   ズを用意する段階； 目視すべき対象物に信号を発信する段階；前記対象物か
   ら反射された前記信号の一部分を受信する段階； 前記めがねレンズと前記目視対象物との間の距離を表わ
   す距離信号を前記送受信信号にもとづいて作る段階；　
   そして、 前記調節手段の調節を制御するため前記距離信号を使用
   する段階； を含んで構成されてなる１対のめがねレンズと対象物と
   の間の距離にあわせて上記対をなすめがねレンズを自動
   的に調節する方法。